sys/powerpc/aim/trap.c

   1 /*-
   2  * Copyright (C) 1995, 1996 Wolfgang Solfrank.
   3  * Copyright (C) 1995, 1996 TooLs GmbH.
   4  * All rights reserved.
   5  *
   6  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   7  * modification, are permitted provided that the following conditions
   8  * are met:
   9  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  10  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  11  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  12  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  13  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  14  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
  15  *    must display the following acknowledgement:
  16  *      This product includes software developed by TooLs GmbH.
  17  * 4. The name of TooLs GmbH may not be used to endorse or promote products
  18  *    derived from this software without specific prior written permission.
  19  *
  20  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY TOOLS GMBH ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR
  21  * IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES
  22  * OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.
  23  * IN NO EVENT SHALL TOOLS GMBH BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
  24  * SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO,
  25  * PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS;
  26  * OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY,
  27  * WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR
  28  * OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF
  29  * ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
  30  *
  31  * $NetBSD: trap.c,v 1.58 2002/03/04 04:07:35 dbj Exp $
  32  */
  33
  34 #include <sys/cdefs.h>
  35 __FBSDID("$FreeBSD$");
  36
  37 #include "opt_ktrace.h"
  38
  39 #include <sys/param.h>
  40 #include <sys/kdb.h>
  41 #include <sys/proc.h>
  42 #include <sys/ktr.h>
  43 #include <sys/lock.h>
  44 #include <sys/mutex.h>
  45 #include <sys/pioctl.h>
  46 #include <sys/ptrace.h>
  47 #include <sys/reboot.h>
  48 #include <sys/syscall.h>
  49 #include <sys/sysent.h>
  50 #include <sys/systm.h>
  51 #include <sys/uio.h>
  52 #include <sys/signalvar.h>
  53 #ifdef KTRACE
  54 #include <sys/ktrace.h>
  55 #endif
  56 #include <sys/vmmeter.h>
  57
  58 #include <security/audit/audit.h>
  59
  60 #include <vm/vm.h>
  61 #include <vm/pmap.h>
  62 #include <vm/vm_extern.h>
  63 #include <vm/vm_param.h>
  64 #include <vm/vm_kern.h>
  65 #include <vm/vm_map.h>
  66 #include <vm/vm_page.h>
  67
  68 #include <machine/cpu.h>
  69 #include <machine/db_machdep.h>
  70 #include <machine/fpu.h>
  71 #include <machine/frame.h>
  72 #include <machine/pcb.h>
  73 #include <machine/pmap.h>
  74 #include <machine/psl.h>
  75 #include <machine/trap.h>
  76 #include <machine/spr.h>
  77 #include <machine/sr.h>
  78
  79 static void     trap_fatal(struct trapframe *frame);
  80 static void     printtrap(u_int vector, struct trapframe *frame, int isfatal,
  81                     int user);
  82 static int      trap_pfault(struct trapframe *frame, int user);
  83 static int      fix_unaligned(struct thread *td, struct trapframe *frame);
  84 static int      handle_onfault(struct trapframe *frame);
  85 static void     syscall(struct trapframe *frame);
  86
  87 static __inline void    setusr(u_int);
  88
  89 int     setfault(faultbuf);             /* defined in locore.S */
  90
  91 /* Why are these not defined in a header? */
  92 int     badaddr(void *, size_t);
  93 int     badaddr_read(void *, size_t, int *);
  94
  95 extern char     *syscallnames[];
  96
  97 struct powerpc_exception {
  98         u_int   vector;
  99         char    *name;
 100 };
 101
 102 static struct powerpc_exception powerpc_exceptions[] = {
 103         { 0x0100, "system reset" },
 104         { 0x0200, "machine check" },
 105         { 0x0300, "data storage interrupt" },
 106         { 0x0400, "instruction storage interrupt" },
 107         { 0x0500, "external interrupt" },
 108         { 0x0600, "alignment" },
 109         { 0x0700, "program" },
 110         { 0x0800, "floating-point unavailable" },
 111         { 0x0900, "decrementer" },
 112         { 0x0c00, "system call" },
 113         { 0x0d00, "trace" },
 114         { 0x0e00, "floating-point assist" },
 115         { 0x0f00, "performance monitoring" },
 116         { 0x0f20, "altivec unavailable" },
 117         { 0x1000, "instruction tlb miss" },
 118         { 0x1100, "data load tlb miss" },
 119         { 0x1200, "data store tlb miss" },
 120         { 0x1300, "instruction breakpoint" },
 121         { 0x1400, "system management" },
 122         { 0x1600, "altivec assist" },
 123         { 0x1700, "thermal management" },
 124         { 0x2000, "run mode/trace" },
 125         { 0x3000, NULL }
 126 };
 127
 128 static const char *
 129 trapname(u_int vector)
 130 {
 131         struct  powerpc_exception *pe;
 132
 133         for (pe = powerpc_exceptions; pe->vector != 0x3000; pe++) {
 134                 if (pe->vector == vector)
 135                         return (pe->name);
 136         }
 137
 138         return ("unknown");
 139 }
 140
 141 void
 142 trap(struct trapframe *frame)
 143 {
 144         struct thread   *td;
 145         struct proc     *p;
 146         int             sig, type, user;
 147         u_int           ucode;
 148         ksiginfo_t      ksi;
 149
 150         PCPU_INC(cnt.v_trap);
 151
 152         td = PCPU_GET(curthread);
 153         p = td->td_proc;
 154
 155         type = ucode = frame->exc;
 156         sig = 0;
 157         user = frame->srr1 & PSL_PR;
 158
 159         CTR3(KTR_TRAP, "trap: %s type=%s (%s)", td->td_name,
 160             trapname(type), user ? "user" : "kernel");
 161
 162         if (user) {
 163                 td->td_pticks = 0;
 164                 td->td_frame = frame;
 165                 if (td->td_ucred != p->p_ucred)
 166                         cred_update_thread(td);
 167
 168                 /* User Mode Traps */
 169                 switch (type) {
 170                 case EXC_RUNMODETRC:
 171                 case EXC_TRC:
 172                         frame->srr1 &= ~PSL_SE;
 173                         sig = SIGTRAP;
 174                         break;
 175
 176                 case EXC_DSI:
 177                 case EXC_ISI:
 178                         sig = trap_pfault(frame, 1);
 179                         break;
 180
 181                 case EXC_SC:
 182                         syscall(frame);
 183                         break;
 184
 185                 case EXC_FPU:
 186                         KASSERT((td->td_pcb->pcb_flags & PCB_FPU) != PCB_FPU,
 187                             ("FPU already enabled for thread"));
 188                         enable_fpu(td);
 189                         break;
 190
 191 #ifdef  ALTIVEC
 192                 case EXC_VEC:
 193                         if ((vecthread = PCPU_GET(vecthread)) != NULL) {
 194                                 KASSERT(vecthread != td,
 195                                     ("altivec already enabled"));
 196                                 save_vec(vecthread);
 197                         }
 198                         PCPU_SET(vecthread, td);
 199                         td->td_pcb->pcb_veccpu = PCPU_GET(cpuid);
 200                         enable_vec(td);
 201                         frame->srr1 |= PSL_VEC;
 202                         break;
 203 #else
 204                 case EXC_VEC:
 205                 case EXC_VECAST:
 206                         sig = SIGILL;
 207                         break;
 208 #endif /* ALTIVEC */
 209
 210                 case EXC_ALI:
 211                         if (fix_unaligned(td, frame) != 0)
 212                                 sig = SIGBUS;
 213                         else
 214                                 frame->srr0 += 4;
 215                         break;
 216
 217                 case EXC_PGM:
 218                         /* XXX temporarily */
 219                         /* XXX: Magic Number? */
 220                         if (frame->srr1 & 0x0002000)
 221                                 sig = SIGTRAP;
 222                         else
 223                                 sig = SIGILL;
 224                         break;
 225
 226                 default:
 227                         trap_fatal(frame);
 228                 }
 229         } else {
 230                 /* Kernel Mode Traps */
 231
 232                 KASSERT(cold || td->td_ucred != NULL,
 233                     ("kernel trap doesn't have ucred"));
 234                 switch (type) {
 235                 case EXC_DSI:
 236                         if (trap_pfault(frame, 0) == 0)
 237                                 return;
 238                         break;
 239                 case EXC_MCHK:
 240                         if (handle_onfault(frame))
 241                                 return;
 242                         break;
 243                 default:
 244                         break;
 245                 }
 246                 trap_fatal(frame);
 247         }
 248
 249 #ifdef  ALTIVEC
 250         if (td != PCPU_GET(vecthread) ||
 251             td->td_pcb->pcb_veccpu != PCPU_GET(cpuid))
 252                 frame->srr1 &= ~PSL_VEC;
 253 #endif /* ALTIVEC */
 254
 255         if (sig != 0) {
 256                 if (p->p_sysent->sv_transtrap != NULL)
 257                         sig = (p->p_sysent->sv_transtrap)(sig, type);
 258                 ksiginfo_init_trap(&ksi);
 259                 ksi.ksi_signo = sig;
 260                 ksi.ksi_code = (int) ucode; /* XXX, not POSIX */
 261                 /* ksi.ksi_addr = ? */
 262                 ksi.ksi_trapno = type;
 263                 trapsignal(td, &ksi);
 264         }
 265
 266         userret(td, frame);
 267         mtx_assert(&Giant, MA_NOTOWNED);
 268 }
 269
 270 static void
 271 trap_fatal(struct trapframe *frame)
 272 {
 273
 274         printtrap(frame->exc, frame, 1, (frame->srr1 & PSL_PR));
 275 #ifdef KDB
 276         if ((debugger_on_panic || kdb_active) &&
 277             kdb_trap(frame->exc, 0, frame))
 278                 return;
 279 #endif
 280         panic("%s trap", trapname(frame->exc));
 281 }
 282
 283 static void
 284 printtrap(u_int vector, struct trapframe *frame, int isfatal, int user)
 285 {
 286
 287         printf("\n");
 288         printf("%s %s trap:\n", isfatal ? "fatal" : "handled",
 289             user ? "user" : "kernel");
 290         printf("\n");
 291         printf("   exception       = 0x%x (%s)\n", vector >> 8,
 292             trapname(vector));
 293         switch (vector) {
 294         case EXC_DSI:
 295                 printf("   virtual address = 0x%x\n", frame->cpu.aim.dar);
 296                 break;
 297         case EXC_ISI:
 298                 printf("   virtual address = 0x%x\n", frame->srr0);
 299                 break;
 300         }
 301         printf("   srr0            = 0x%x\n", frame->srr0);
 302         printf("   srr1            = 0x%x\n", frame->srr1);
 303         printf("   lr              = 0x%x\n", frame->lr);
 304         printf("   curthread       = %p\n", curthread);
 305         if (curthread != NULL)
 306                 printf("          pid = %d, comm = %s\n",
 307                     curthread->td_proc->p_pid, curthread->td_name);
 308         printf("\n");
 309 }
 310
 311 /*
 312  * Handles a fatal fault when we have onfault state to recover.  Returns
 313  * non-zero if there was onfault recovery state available.
 314  */
 315 static int
 316 handle_onfault(struct trapframe *frame)
 317 {
 318         struct          thread *td;
 319         faultbuf        *fb;
 320
 321         td = curthread;
 322         fb = td->td_pcb->pcb_onfault;
 323         if (fb != NULL) {
 324                 frame->srr0 = (*fb)[0];
 325                 frame->fixreg[1] = (*fb)[1];
 326                 frame->fixreg[2] = (*fb)[2];
 327                 frame->fixreg[3] = 1;
 328                 frame->cr = (*fb)[3];
 329                 bcopy(&(*fb)[4], &frame->fixreg[13],
 330                     19 * sizeof(register_t));
 331                 return (1);
 332         }
 333         return (0);
 334 }
 335
 336 void
 337 syscall(struct trapframe *frame)
 338 {
 339         caddr_t         params;
 340         struct          sysent *callp;
 341         struct          thread *td;
 342         struct          proc *p;
 343         int             error, n;
 344         size_t          narg;
 345         register_t      args[10];
 346         u_int           code;
 347
 348         td = PCPU_GET(curthread);
 349         p = td->td_proc;
 350
 351         PCPU_INC(cnt.v_syscall);
 352
 353         code = frame->fixreg[0];
 354         params = (caddr_t)(frame->fixreg + FIRSTARG);
 355         n = NARGREG;
 356
 357         if (p->p_sysent->sv_prepsyscall) {
 358                 /*
 359                  * The prep code is MP aware.
 360                  */
 361                 (*p->p_sysent->sv_prepsyscall)(frame, args, &code, &params);
 362         } else if (code == SYS_syscall) {
 363                 /*
 364                  * code is first argument,
 365                  * followed by actual args.
 366                  */
 367                 code = *(u_int *) params;
 368                 params += sizeof(register_t);
 369                 n -= 1;
 370         } else if (code == SYS___syscall) {
 371                 /*
 372                  * Like syscall, but code is a quad,
 373                  * so as to maintain quad alignment
 374                  * for the rest of the args.
 375                  */
 376                 params += sizeof(register_t);
 377                 code = *(u_int *) params;
 378                 params += sizeof(register_t);
 379                 n -= 2;
 380         }
 381
 382         if (p->p_sysent->sv_mask)
 383                 code &= p->p_sysent->sv_mask;
 384
 385         if (code >= p->p_sysent->sv_size)
 386                 callp = &p->p_sysent->sv_table[0];
 387         else
 388                 callp = &p->p_sysent->sv_table[code];
 389
 390         narg = callp->sy_narg;
 391
 392         if (narg > n) {
 393                 bcopy(params, args, n * sizeof(register_t));
 394                 error = copyin(MOREARGS(frame->fixreg[1]), args + n,
 395                                (narg - n) * sizeof(register_t));
 396                 params = (caddr_t)args;
 397         } else
 398                 error = 0;
 399
 400         CTR5(KTR_SYSC, "syscall: p=%s %s(%x %x %x)", td->td_name,
 401              syscallnames[code],
 402              frame->fixreg[FIRSTARG],
 403              frame->fixreg[FIRSTARG+1],
 404              frame->fixreg[FIRSTARG+2]);
 405
 406 #ifdef  KTRACE
 407         if (KTRPOINT(td, KTR_SYSCALL))
 408                 ktrsyscall(code, narg, (register_t *)params);
 409 #endif
 410
 411         td->td_syscalls++;
 412
 413         if (error == 0) {
 414                 td->td_retval[0] = 0;
 415                 td->td_retval[1] = frame->fixreg[FIRSTARG + 1];
 416
 417                 STOPEVENT(p, S_SCE, narg);
 418
 419                 PTRACESTOP_SC(p, td, S_PT_SCE);
 420
 421                 AUDIT_SYSCALL_ENTER(code, td);
 422                 error = (*callp->sy_call)(td, params);
 423                 AUDIT_SYSCALL_EXIT(error, td);
 424
 425                 CTR3(KTR_SYSC, "syscall: p=%s %s ret=%x", td->td_name,
 426                      syscallnames[code], td->td_retval[0]);
 427         }
 428         switch (error) {
 429         case 0:
 430                 if (frame->fixreg[0] == SYS___syscall &&
 431                     code != SYS_freebsd6_lseek && code != SYS_lseek) {
 432                         /*
 433                          * 64-bit return, 32-bit syscall. Fixup byte order
 434                          */
 435                         frame->fixreg[FIRSTARG] = 0;
 436                         frame->fixreg[FIRSTARG + 1] = td->td_retval[0];
 437                 } else {
 438                         frame->fixreg[FIRSTARG] = td->td_retval[0];
 439                         frame->fixreg[FIRSTARG + 1] = td->td_retval[1];
 440                 }
 441                 /* XXX: Magic number */
 442                 frame->cr &= ~0x10000000;
 443                 break;
 444         case ERESTART:
 445                 /*
 446                  * Set user's pc back to redo the system call.
 447                  */
 448                 frame->srr0 -= 4;
 449                 break;
 450         case EJUSTRETURN:
 451                 /* nothing to do */
 452                 break;
 453         default:
 454                 if (p->p_sysent->sv_errsize) {
 455                         if (error >= p->p_sysent->sv_errsize)
 456                                 error = -1;     /* XXX */
 457                         else
 458                                 error = p->p_sysent->sv_errtbl[error];
 459                 }
 460                 frame->fixreg[FIRSTARG] = error;
 461                 /* XXX: Magic number: Carry Flag Equivalent? */
 462                 frame->cr |= 0x10000000;
 463                 break;
 464         }
 465
 466         /*
 467          * Check for misbehavior.
 468          */
 469         WITNESS_WARN(WARN_PANIC, NULL, "System call %s returning",
 470             (code >= 0 && code < SYS_MAXSYSCALL) ? syscallnames[code] : "???");
 471         KASSERT(td->td_critnest == 0,
 472             ("System call %s returning in a critical section",
 473             (code >= 0 && code < SYS_MAXSYSCALL) ? syscallnames[code] : "???"));
 474         KASSERT(td->td_locks == 0,
 475             ("System call %s returning with %d locks held",
 476             (code >= 0 && code < SYS_MAXSYSCALL) ? syscallnames[code] : "???",
 477             td->td_locks));
 478
 479 #ifdef  KTRACE
 480         if (KTRPOINT(td, KTR_SYSRET))
 481                 ktrsysret(code, error, td->td_retval[0]);
 482 #endif
 483
 484         /*
 485          * Does the comment in the i386 code about errno apply here?
 486          */
 487         STOPEVENT(p, S_SCX, code);
 488
 489         PTRACESTOP_SC(p, td, S_PT_SCX);
 490 }
 491
 492 static int
 493 trap_pfault(struct trapframe *frame, int user)
 494 {
 495         vm_offset_t     eva, va;
 496         struct          thread *td;
 497         struct          proc *p;
 498         vm_map_t        map;
 499         vm_prot_t       ftype;
 500         int             rv;
 501         u_int           user_sr;
 502
 503         td = curthread;
 504         p = td->td_proc;
 505         if (frame->exc == EXC_ISI) {
 506                 eva = frame->srr0;
 507                 ftype = VM_PROT_READ | VM_PROT_EXECUTE;
 508         } else {
 509                 eva = frame->cpu.aim.dar;
 510                 if (frame->cpu.aim.dsisr & DSISR_STORE)
 511                         ftype = VM_PROT_WRITE;
 512                 else
 513                         ftype = VM_PROT_READ;
 514         }
 515
 516         if (user) {
 517                 map = &p->p_vmspace->vm_map;
 518         } else {
 519                 if ((eva >> ADDR_SR_SHFT) == USER_SR) {
 520                         if (p->p_vmspace == NULL)
 521                                 return (SIGSEGV);
 522
 523                         __asm ("mfsr %0, %1"
 524                             : "=r"(user_sr)
 525                             : "K"(USER_SR));
 526                         eva &= ADDR_PIDX | ADDR_POFF;
 527                         eva |= user_sr << ADDR_SR_SHFT;
 528                         map = &p->p_vmspace->vm_map;
 529                 } else {
 530                         map = kernel_map;
 531                 }
 532         }
 533         va = trunc_page(eva);
 534
 535         if (map != kernel_map) {
 536                 /*
 537                  * Keep swapout from messing with us during this
 538                  *      critical time.
 539                  */
 540                 PROC_LOCK(p);
 541                 ++p->p_lock;
 542                 PROC_UNLOCK(p);
 543
 544                 /* Fault in the user page: */
 545                 rv = vm_fault(map, va, ftype,
 546                       (ftype & VM_PROT_WRITE) ? VM_FAULT_DIRTY
 547                                               : VM_FAULT_NORMAL);
 548
 549                 PROC_LOCK(p);
 550                 --p->p_lock;
 551                 PROC_UNLOCK(p);
 552         } else {
 553                 /*
 554                  * Don't have to worry about process locking or stacks in the
 555                  * kernel.
 556                  */
 557                 rv = vm_fault(map, va, ftype, VM_FAULT_NORMAL);
 558         }
 559
 560         if (rv == KERN_SUCCESS)
 561                 return (0);
 562
 563         if (!user && handle_onfault(frame))
 564                 return (0);
 565
 566         return (SIGSEGV);
 567 }
 568
 569 static __inline void
 570 setusr(u_int content)
 571 {
 572         __asm __volatile ("isync; mtsr %0,%1; isync"
 573                       :: "n"(USER_SR), "r"(content));
 574 }
 575
 576 int
 577 badaddr(void *addr, size_t size)
 578 {
 579         return (badaddr_read(addr, size, NULL));
 580 }
 581
 582 int
 583 badaddr_read(void *addr, size_t size, int *rptr)
 584 {
 585         struct thread   *td;
 586         faultbuf        env;
 587         int             x;
 588
 589         /* Get rid of any stale machine checks that have been waiting.  */
 590         __asm __volatile ("sync; isync");
 591
 592         td = PCPU_GET(curthread);
 593
 594         if (setfault(env)) {
 595                 td->td_pcb->pcb_onfault = 0;
 596                 __asm __volatile ("sync");
 597                 return 1;
 598         }
 599
 600         __asm __volatile ("sync");
 601
 602         switch (size) {
 603         case 1:
 604                 x = *(volatile int8_t *)addr;
 605                 break;
 606         case 2:
 607                 x = *(volatile int16_t *)addr;
 608                 break;
 609         case 4:
 610                 x = *(volatile int32_t *)addr;
 611                 break;
 612         default:
 613                 panic("badaddr: invalid size (%d)", size);
 614         }
 615
 616         /* Make sure we took the machine check, if we caused one. */
 617         __asm __volatile ("sync; isync");
 618
 619         td->td_pcb->pcb_onfault = 0;
 620         __asm __volatile ("sync");      /* To be sure. */
 621
 622         /* Use the value to avoid reorder. */
 623         if (rptr)
 624                 *rptr = x;
 625
 626         return (0);
 627 }
 628
 629 /*
 630  * For now, this only deals with the particular unaligned access case
 631  * that gcc tends to generate.  Eventually it should handle all of the
 632  * possibilities that can happen on a 32-bit PowerPC in big-endian mode.
 633  */
 634
 635 static int
 636 fix_unaligned(struct thread *td, struct trapframe *frame)
 637 {
 638         struct thread   *fputhread;
 639         int             indicator, reg;
 640         double          *fpr;
 641
 642         indicator = EXC_ALI_OPCODE_INDICATOR(frame->cpu.aim.dsisr);
 643
 644         switch (indicator) {
 645         case EXC_ALI_LFD:
 646         case EXC_ALI_STFD:
 647                 reg = EXC_ALI_RST(frame->cpu.aim.dsisr);
 648                 fpr = &td->td_pcb->pcb_fpu.fpr[reg];
 649                 fputhread = PCPU_GET(fputhread);
 650
 651                 /* Juggle the FPU to ensure that we've initialized
 652                  * the FPRs, and that their current state is in
 653                  * the PCB.
 654                  */
 655                 if (fputhread != td) {
 656                         if (fputhread)
 657                                 save_fpu(fputhread);
 658                         enable_fpu(td);
 659                 }
 660                 save_fpu(td);
 661
 662                 if (indicator == EXC_ALI_LFD) {
 663                         if (copyin((void *)frame->cpu.aim.dar, fpr,
 664                             sizeof(double)) != 0)
 665                                 return -1;
 666                         enable_fpu(td);
 667                 } else {
 668                         if (copyout(fpr, (void *)frame->cpu.aim.dar,
 669                             sizeof(double)) != 0)
 670                                 return -1;
 671                 }
 672                 return 0;
 673                 break;
 674         }
 675
 676         return -1;
 677 }